196
Устройство состоит из следующих структурных
элементов:
1.
Измерительный блок, осуществляет замеры
мгновенных значений напряжения в двух
точках учебной электростанции: на генераторе
и на системе шин.
2.
Блок цифровой обработки, преобразующий
входные аналоговые сигналы в цифровые.
3.
Блок расчёта значений контролируемых
величин (угла δ, частоты и действующих
значений ЭДС генератора и системы).
Три блока в совокупности образуют блок обработки
входных сигналов. Для данной части устройства
разаботан комплексный алгоритм, который заключается в
перемножении входного сигнала с двумя опорными
синусоидами. Далее сигналы попадают на фильтр низких
частот (ФНЧ) для исключения высокочастотной
составляющей 100 Гц. В качестве ФНЧ выбран фильтр
скользящего среднего, установленный на каждом периоде.
На основе полученных после фильтра величин по
эмпирическим формулам находится амплитуда, фаза и
частота входного сигнала. Данная процедура проводится
отдельно для замеров с генератора и системы, после чего
находится угол δ между ними.
4.
Блок проверки условий синхронизации
(синхронизатор),
реализующий
контроль
рассчитанных в предыдущем блоке величин,
при их нахождении в допустимом диапазоне
формируется выходной сигнал на включение
привода генераторного выключателя, вне
диапазона — блокировка. Для корректного
функционирования
логической
части
устройства
в
алгоритм
закладываются
определенные заранее критерии допустимости
включения синхронной машины (допустимый
угол δ, допустимая разница частот вращения и
разница напряжений генератора и системы).
5.
Блок выходных воздействий. Реализация
выходных сигналов по управлению состоянием
агрегата происходит по результатам сравнения
соответствующих величин машины и системы.
В случае их расхождения принимается
решение по подаче управляющих воздействий
на регулирование тока возбуждения или
изменение
оборотов
приводного
электродвигателя.
Разрабатываемый автоматический синхронизатор
обладает некоторыми преимуществами перед уже
существующими
устройствами.
Так,
данный
синхронизатор является устройством с вычисляемым
углом опережения, что позволяет подавать команду на
включение генератора опережающе, учитывая различное
скольжение агрегата при его ускорении.
V.
Р
ЕЗУЛЬТАТЫ
Научная новизна исследования:
1.
Разработан
модернизированный
метод
синхронизации, основанный на расширении
диапазона угла δ и сниженном значении тока
возбуждения
в
момент
включения
генераторного выключателя. Синхронизация
данным
методом
позволит
включать
генераторы, быстрее, чем способом ТС, но с
меньшими значениями уравнительного тока в
момент включения, чем при СС.
2.
Разработано
цифровое
устройство,
позволяющее осуществлять синхронизацию на
нескольких
выключателях
различными
методами. Также в устройстве предусмотрена
возможность ручной синхронизации.
3.
Рекомендовано использование комплексного
алгоритма по расчету частоты, основанного на
перемножении входного замера с двумя
опорными синусоидами, для увеличения
точности расчета при отклонении частоты
энергосистемы от номинального значения.
Экономическая значимость исследования заключается
в быстром вводе резервов генерирующего оборудования
для восстановления уровня частоты в энергосистеме.
Также предлагаемый модернизированный метод позволит
снизить износ синхронных машин, что приводит к
увеличению надежности электроснабжения.
Практическая ценность разработанной системы
синхронизации — возможность включения генераторов на
параллельную
работу
различными
методами,
автоматизация процесса синхронизации, снижение
капитальных затрат на системы автоматики, так как одно
устройство обеспечивает синхронизацию на нескольких
выключателях.
Перспектива использования разработанной системы —
в учебном процессе при выполнении студентами
лабораторных работ, в ходе проведения научно–
исследовательских работ, а также на реальных объектах
электроэнергетики, в частности на крупных синхронных
генераторах, для которых ускоренный пуск методом
самосинхронизации является недопустимым.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
[1]
Барзам А.Б. Системная автоматика. – 4-е изд., перераб. доп. – М.:
Энергоатомиздат, 1989. – 446 с.: ил.
[2]
Павлов Г.М., Меркурьев Г.В. Автоматика энергосистем. – Санкт-
Петербург: «Центр подготовки кадров энергетики», 2001 г. – 381 с.
[3]
Овчаренко Н.И. Автоматика энергосистем [Электронный ресурс]:
учебник для вузов / Н.И. Овчаренко; под ред. чл.-корр. РАН, докт.
техн. наук, проф. А.Ф. Дьякова. —М.: Издательский домМЭИ, 2016.
— Загл. с титул. экрана.
[4]
A. Fishov, I. Murashkina, A. Marchenko, E. Erdenebat, E. Ivkin, Analysis
of power system static aperiodic stability with electronic generation. 14
Internationalforum on strategic technology 2019 (Tomsk: TPU Publ.
House), 2019, pp. 636–641.
